在垂直磁記錄介質(zhì)上的軟磁性薄膜層中使用的合金，濺射靶材，以及具有軟磁性薄膜層的垂直磁記錄介質(zhì)[相關(guān)申請的交叉引用]本申請要求在2011年9月26日提交的日本專利申請?zhí)?011-209856的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。[技術(shù)領(lǐng)域]本發(fā)明涉及一種用于在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性薄膜層的(Co，F(xiàn)e)-鑭系元素系合金，和一種濺射靶材。[

背景技術(shù)：
]在磁記錄技術(shù)上存在顯著進步，歸因于增加驅(qū)動器的容量，磁記錄介質(zhì)中的記錄密度的提高已經(jīng)取得進展，并且當與過去使用的縱向磁記錄介質(zhì)比較時獲得更高記錄密度的垂直磁記錄系統(tǒng)已經(jīng)投入實際應用。垂直磁記錄系統(tǒng)是其中易磁化軸在與垂直磁記錄介質(zhì)的磁性膜的介質(zhì)表面垂直的方向上取向的系統(tǒng)，并且是適合于高記錄密度的方法。對于垂直磁記錄系統(tǒng)，已經(jīng)開發(fā)了雙層記錄介質(zhì)，其具有有著提高的記錄靈敏度的磁記錄膜層和軟磁性膜層。對于磁記錄膜層，通常使用CoCrPt-SiO2系合金。對于常規(guī)的軟磁性膜層，高飽和磁通密度(在下文中稱為Bs)和非晶體性是必要的并且，此外，依賴于垂直磁記錄介質(zhì)的用途和使用它們的環(huán)境，另外還需要多種性質(zhì)如高耐腐蝕性和高硬度。例如，在日本專利公開公開號2008-299905(專利文件1)中，通過加入Fe提供了高Bs，并且通過記錄B提供了高硬度。此外，在日本專利公開公開號2011-68985(專利文件2)中，通過加入Y和Ti，提高了耐腐蝕性(耐候性)。近年來，驅(qū)動器中的用于讀和寫的頭的改進和為優(yōu)化軟磁性膜與Ru膜之間的交換耦合磁場的軟磁性合金的磁通密度的調(diào)節(jié)已經(jīng)使得能夠以比常規(guī)的磁通量的更低的磁通量寫入。因此，具有相對低的Bs的非晶體合金，而不是如在常規(guī)情況下具有高Bs的那些合金，已經(jīng)被研究用于設(shè)置在記錄層下的軟磁性層。當如上所述將低Bs合金用于垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性層時，防止了軟磁性膜中的記錄磁化對環(huán)境過度產(chǎn)生磁影響，以使得能夠在小空間內(nèi)記錄。因為減少的“不清楚寫入”，此現(xiàn)象被認為是在記錄密度上的明顯的改進。[引用列表][專利文件][PTL1]日本專利公開公開號2008-299905[PTL2]日本專利公開公開號2011-68985[發(fā)明概述]然而，變得清楚的是，如上所述的具有低Bs的非晶體合金在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性層中的使用導致新的問題。換言之，在具有低Bs的非晶體合金中，歸因于溫度上升，Bs下降的程度高；在驅(qū)動器所暴露至的溫度高于室溫(例如，約70至150℃)的環(huán)境下，Bs顯著降低；并且變得不可能充分進行作為在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性層的功能。為了解決如上所述的這種問題，發(fā)明人對用于在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性膜的合金在室溫的Bs和溫度特性詳細研究了各種添加元素，并且發(fā)現(xiàn)在室溫的Bs與從室溫至150℃的Bs下降程度之間存在逆相關(guān)。然而，發(fā)現(xiàn)了鑭系元素的加入導致該逆相關(guān)性的消除，并且與在室溫具有相等Bs的合金比較，可以顯著地降低到150℃為止的Bs下降的程度，并且從而完成了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的一個目的是提供用于垂直磁記錄介質(zhì)的軟磁性合金，相對于在室溫的飽和磁通密度，所述合金在高溫具有高飽和磁通密度，并且提供用于制備該合金的薄膜的濺射靶材。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，提供一種在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性薄膜層中使用的合金，其中所述合金包含按原子％計的：一種或多種具有57至71的原子數(shù)的鑭系元素；Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta和B中的一種或兩種以上，或／和C、Al、Si、P、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Mo、Sn和W中的一種或兩種以上；和余量的Co、Fe，以及不可避免的雜質(zhì)，優(yōu)選基本上由這些元素構(gòu)成，更優(yōu)選由這些元素構(gòu)成；并且滿足以下表達式(1)至(3)的全部：(1)0.5≤TLA≤15；(2)5≤TLA+TAM；和(3)TLA+TAM+TNM≤30(其中TLA是所述一種或多種具有57至71的原子數(shù)的鑭系元素的加入量的總百分數(shù)；TAM等于Y+Ti+Zr+Hf+V+Nb+Ta+B／2的加入量的總百分數(shù)，其中，僅對于B，使用其1／2的值；并且TNM等于C+Al+Si+P+Cr+Mn+Ni+Cu+Zn+Ga+Ge+Mo+Sn+W的加入量的總百分數(shù))。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，提供了一種包含上述合金的軟磁性薄膜層。根據(jù)本發(fā)明的再另一個實施方案，提供了一種包含上述軟磁性薄膜層的垂直磁記錄介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的再另一個實施方案，提供了一種包含上述合金的濺射靶材。根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種用于垂直磁記錄介質(zhì)的軟磁性合金，相對于在室溫的Bs，該合金在高溫即驅(qū)動器在使用過程中暴露至的約為70至150℃的高溫下具有低的Bs下降程度；以及一種用于制備該合金的薄膜的濺射靶材。此外，在垂直磁記錄介質(zhì)中使用本發(fā)明的合金使得可以完全發(fā)揮軟磁性合金的磁特性并且充分地增強軟磁性薄膜層的功能，并且因此可以導致垂直磁記錄介質(zhì)的性能上的提高。[附圖簡述]圖1示出了制成淬火帶的39％Co-39％Fe-8％Zr-6％B-8％(添加元素)的合金的X射線衍射圖案。圖2示出了其中繪制了表1中的在室溫的Bs和Bs比的圖。圖3示出了其中繪制了表2中的在室溫的Bs和Bs比的圖。[實施方案描述]下面詳細說明本發(fā)明。除非另作說明，如本文所使用的“％”或沒有任何單位的數(shù)表示原子％。如上所述，作為對用于垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性膜的合金在室溫的Bs和溫度特性詳細研究各種添加元素的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了在室溫的Bs與從室溫到150℃的Bs下降程度之間存在逆相關(guān)。然而，發(fā)現(xiàn)了一種或多種鑭系元素的加入導致該逆相關(guān)性的消除，并且與在室溫具有相等Bs的合金相比，能夠明顯地降低到150℃為止的Bs下降程度。上述現(xiàn)象的詳細原因尚不清楚，但是可以推測如下。據(jù)認為Bs的溫度特性受到交換積分(Je)的影響，并且據(jù)建議，在晶體金屬的情況下，可以通過3d電子軌道和原子間距離改變Je(通常所說的Bethe-Slater曲線)，盡管其原理尚不清楚。在本發(fā)明中顯示提高的Bs溫度特征的各鑭系元素在晶體中具有1.73至1.99×10-10m的原子半徑，該半徑顯著地大于其他元素的半徑。因此。平均原子間距離被認為是在其中加入鑭系元素的非晶體合金中增加，并且因此，推測產(chǎn)生了歸因于在晶體合金中原子間距離的增加的類似于Je增加的效果，以提高Bs的高溫特性。實際上，如顯示了在圖1中的驟冷帶樣品的X射線衍射的實例，與加入其他元素的情況比較，在加入鑭系元素的情況下，在低角度一側(cè)的暈圖案(halopattern)的基底被確認組件變寬。這暗示通過加入具有大原子半徑的鑭系元素，增加了非晶體合金的平均原子間距離。下面敘述基于上述發(fā)現(xiàn)通過本發(fā)明發(fā)現(xiàn)的相對于在室溫的Bs在高溫具有低Bs下降的非晶體軟磁性合金的特性和作用。具有57至71的原子數(shù)的鑭系元素是指La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。表達式(1)0.5≤TLA≤15(TLA是具有57至71的原子數(shù)的鑭系元素的加入量的總百分數(shù)。)表達式(2)5≤TLA+TAM(TAM等于Y+Ti+Zr+Hf+V+Nb+Ta+B／2的加入量的總百分數(shù)，其中，僅對于B，使用其1／2的值。)表達式(3)TLA+TAM+TNM≤30(TNM等于C+Al+Si+P+Cr+Mn+Ni+Cu+Zn+Ga+Ge+Mo+Sn+W的加入量的總百分數(shù)。)在根據(jù)本發(fā)明的合金中，具有57至71的原子數(shù)的鑭系元素是用于降低在室溫的Bs并抑制在高溫的Bs下降的重要元素，并且具有非晶體促進效果。在晶體物質(zhì)的情況下，在具有根據(jù)本發(fā)明的合金組成的材料中，該元素也是與Co和／或Fe生成脆性金屬間化合物的元素。在根據(jù)本發(fā)明的合金中，Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta和B是降低在室溫的Bs并具有非晶體促進效果的元素。在根據(jù)本發(fā)明的合金中，C、Al、Si、P、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Mo、Sn和W是用于降低在室溫的Bs加入的元素。因此，小于0.5的TLA導致不足的在高溫抑制Bs下降的效果，而大于15的TLA使得難以對成為晶體的具有本合金組成的濺射靶材機械加工，因為生產(chǎn)大量脆性的金屬間化合物。進一步地，小于5的TLA+TAM導致不足夠的非晶體促進效果。此外，大于30的TLA+TAM+TNM導致在室溫過低的Bs。此外，各表達式中的優(yōu)選范圍如下。在表達式(1)中，該范圍優(yōu)選為1≤TLA≤13，更優(yōu)選2≤TLA≤11。在表達式(2)中，該范圍優(yōu)選為6≤TLA+TAM，更優(yōu)選7≤TLA+TAM。在表達式(3)中，該范圍優(yōu)選為TLA+TAM+TNM≤28，更優(yōu)選TLA+TAM+TNM≤26。此外，對Fe的含量與Fe和Co的總含量的比例的范圍(在下文中稱為“Fe％／(Fe％+Co％)”)不特別地限制，但是，對于垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性膜，經(jīng)常使用具有在大于0并且0.90以下的范圍內(nèi)的該比例的合金，并且更經(jīng)常使用具有在0.30以上并且0.65以下的范圍內(nèi)的該比例的那些。[實施例]下面參照實施例具體地說明本發(fā)明。通常，垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁性膜層通過濺射具有與該膜層相同組成的濺射靶材以在玻璃基板等上形成該膜層而形成。此時，已經(jīng)將濺射膜淬火。從這個方面，在下述的實驗A和B中，使用在單輥式液體淬火裝置中制備的淬火帶作為樣品材料。這是以使用液體淬火帶的簡化方式評價實際上通過通過濺射淬火并形成的薄膜的組分如何影響各種性質(zhì)。之后，在實驗C中，實際制備濺射靶材，并且評價通過用濺射靶材濺射制得的薄膜。淬火帶的制備在以下條件下進行：其中，將稱取為具有一定成分的30g的原材料在減壓的Ar中在水冷的具有約10mm的直徑和約40mm的深度的銅模型中電弧熔融，以提供用于淬火帶提供熔融的原材料。淬火帶的制備通過單輥法在以下條件下進行：其中將熔融的原材料設(shè)置在具有15mm的直徑的二氧化硅管中，并且，在61kPa的環(huán)境壓力下，在69kPa的噴霧壓力差下，并且在3000rpm的銅輥(300mm的直徑)的轉(zhuǎn)數(shù)下，銅輥與放液噴嘴之間的間隙被設(shè)置為0.3mm的情況下，從具有1mm直徑的放液噴嘴放液。對放液溫度不特別地限定，并且在各個熔融的原材料已經(jīng)完全熔融之后的時刻立即進行放液。以這種方式制備的淬火帶用作樣品材料以評價在室溫和高溫的Bs以及非晶體性質(zhì)。對于淬火帶中在室溫的Bs和在高溫(150℃)的Bs下降的程度的評價，通過VSM裝置(振動樣品型磁力計)，在施加的1200kA／m的磁場下，測量在室溫(30℃)和150℃的Bs。此外，通過如在表達式中所示的在150℃的Bs與在30℃的Bs的百分數(shù)，即(在150℃的Bs)／在30℃的Bs)×100％(在下文中，它被稱為“Bs比”)，評價在高溫Bs下降程度。換言之，接近100％的Bs比顯示從30℃至150℃的較低的Bs下降程度。在淬火帶的非晶體性的評價中，通常，當測量非晶體材料的X射線衍射圖案時，觀察不到衍射峰以顯示非晶體材料特別的暈圖案。盡管在不完全非晶體的材料中觀察到衍射峰，該峰的高度比晶體材料的峰低，并且也觀察到暈圖案。因此，通過以下方法評價非晶體性。將樣品材料用雙面膠粘在玻璃板上，以通過X射線衍射裝置獲得衍射圖案。此時，將樣品材料粘在玻璃上，使得待測表面可以是淬火帶與銅輥接觸的表面。X射線源是Cu-kα射線，并且測量以4°／分鐘的掃描速度進行。為評價非晶體性，其中在衍射圖案中能夠確認有暈圖案的情況被確定為“好”，而其中沒有觀察到暈圖案的情況被確定為“差”。為了評價濺射靶材的機械加工性，將稱取以具有一定成分的5kg的原材料在減壓的Ar氣氛下在耐火坩堝中感應熔融并且之后固化。坩堝具有直徑120mm并且高度150mm的大小。通過鏇制加工、鋼絲剪切加工和表面研磨加工，從該鑄錠的下部制備95mm的直徑和2mm的厚度的濺射靶材。通過在加工中缺口或開裂的出現(xiàn)評價機械加工性。為了評價濺射膜，將室內(nèi)部抽真空至1×10-4Pa以下，充入99.9％的純度的Ar氣直至達到0.6Pa，并進行濺射。在玻璃基板上生成薄膜，以具有1.5μm的厚度。對于該薄膜樣品，如同在淬火帶的情況下一樣，評價Bs、Bs比和晶體結(jié)構(gòu)。首先，選擇兩種基本組成，將固定量的添加元素加入其每一種中，并且評價依賴于添加元素種類的在室溫的Bs和Bs比的變化。結(jié)果如實驗A和實驗B所示。在實驗A中，制備包含39％Co、39％Fe、8％Zr、6％B和8％的余量的添加元素的合金，并且評價加入量固定的添加元素的種類的影響。此外，序號11是沒有任何添加元素的合金，其中，Co、Fe、Zr和B以43∶43∶8∶6配制。[表1]表1注1：帶下劃線的數(shù)字落在本發(fā)明的范圍外。表1顯示加入各種元素的淬火帶的各種性質(zhì)。序號1至10是本發(fā)明的實施例，而序號11至31是比較例。圖2中顯示了其中繪制了表1中的在室溫的Bs和Bs比的圖。圖2展現(xiàn)了通常在向其中加入除鑭系元素以外的元素的組成中觀察到的其中Bs比隨著降低的室溫Bs而降低的相關(guān)性，而在向其中加入鑭系元素的組成中，盡管在室溫的Bs明顯低，但Bs比高。在實驗B中，制備包含39.6％Co、48.4％Fe、3％Ti、2％Zr、3％Nb、2％Ta和2％的余量的加入元素的合金，并且評價加入量固定的添加元素的種類的影響。此外，序號11是沒有任何添加元素的合金，其中，Co、Fe、Ti、Zr、Nb和Ta以40.5∶49.5∶3∶2∶3∶2配制。[表2]表2注1：帶下劃線的數(shù)字落在本發(fā)明的范圍外。表2示出了加入了各種元素的淬火帶的各種性質(zhì)。序號1至4是本發(fā)明的實施例，而序號5至14是比較例。圖3中顯示了其中繪制了表2中的在室溫的Bs和Bs比的圖。圖3展現(xiàn)了在向其中加入除了鑭系元素以外的元素的組成中通常觀察到的其中Bs比隨著降低的在室溫的Bs而降低的相關(guān)性，而在向其中加入鑭系元素的組成中，盡管在室溫的Bs明顯低，但Bs比高。上述實驗A和B已經(jīng)展示了，相對于具有可比較的Bs的其中加入其他一種或多種元素的組成，向其中加入鑭系元素的組成可以獲得高Bs比。之后，對十對組成制備濺射靶材，所述組成對是加入或未加入一種或多種鑭系元素并且在每對之間具有基本上等量的Co和Fe的多種組成的對，并且對由這些濺射靶材形成的濺射薄膜進行評價(實驗C)。在實驗C的A至J和a至j中，對在每對中具有等量的Co和Fe的組成的比較確認了Bs比依賴于是否含有0.5％以上的鑭系元素而變化，甚至是在Fe％／(Fe％+Co％)和室溫Bs都基本上等值的情況下。在實驗C中，評價了具有各種組成的濺射膜的室溫Bs值、Bs比和非晶體性。[表3]表3示出了濺射薄膜的各種性質(zhì)。A至J是本發(fā)明的實施例，而a至j是比較例。在比較例中，本發(fā)明實施例中的鑭系元素(表中的TLA)通過其他添加元素取代。例如，比較例a是其中加入5％Zr代替本發(fā)明實施例A中加入的2％Nd和3％Gd的實例。通過以這種方式用其他添加元素代替TLA研究TLA的效果。[表4]表4如表4中所示，因為各對中的組成具有基本上相等量的Co和Fe，在室溫的Bs的值之間的差低至0.08T以下。另一方面，發(fā)現(xiàn)在除了J和j之外的對中，含有0.5％以上的鑭系元素的組成(樣品A至I)的Bs比與具有0.2％以下的鑭系元素的組成(樣品a至i)的那些比較Bs比高1-10％。此外，在A至I和a至i中的所有濺射靶材都可以在不產(chǎn)生缺口的情況下加工。此外，在樣品J中，在機械加工過程中不出現(xiàn)缺口，而在樣品j中，盡管意圖制備三塊濺射靶材，但三塊材料中的兩塊都因為開裂而無法制得，而其余的一塊雖然制得但有缺口。此外，在樣品j中，在室溫的Bs過低，因為TLA+TAM+TNM高達31。